中外科學(xué)大咖激辯“大型對撞機”

本報記者　倪浩　劉揚　本報特約記者　任重

最近一段時間，中國多個界別不約而同開啟了“撕”模式，先有娛樂圈就離婚案開撕，又有相聲界就師門隱私開撕，而在科技界，數(shù)名享譽中外的大科學(xué)家也開啟了激辯模式，諾貝爾物理學(xué)獎得主楊振寧、著名華裔數(shù)學(xué)家丘成桐以及中科院高能物理所所長王貽芳院士都卷入了這場論戰(zhàn)，而這些大科學(xué)家火力聚焦的是“中國目前要不要建大型對撞機”。由于強大的名人效應(yīng)，使這一高深科技話題的關(guān)注范圍呈幾何倍數(shù)擴大。大型對撞機是什么？有什么魔力讓這些大科學(xué)家放下身段“開撕”呢？

楊振寧vs丘成桐、王貽芳

6日，一篇名為“中科院高能物理研究所所長：建造大型對撞機正當(dāng)其時”的文章在中國互聯(lián)網(wǎng)上廣泛傳播，一時之間“大型對撞機”這樣的高深科技名詞成為媒體熱搜詞?！断愀?1》周報6日稱，一個月前，中國99.99%的人可能對大型對撞機還一無所知。但一個月后，它卻逐漸演變?yōu)橐粋€公共話題。這其中，既有科學(xué)家們對于高能物理基礎(chǔ)理論的爭辯，也有對于對撞機象征意義的探討。到底這場爭論因何而起呢？還得從幾天前的兩篇文章說起。

著名華裔數(shù)學(xué)家丘成桐在日前題為“關(guān)于中國建設(shè)高能對撞機的幾點意見并回答媒體的問題”的文章中稱，五十年來在歐美不同地方的高能對撞機每一次得出來的重要結(jié)果，都能震撼人心，因為它顯示了大自然最基本結(jié)構(gòu)的一部分。每一次實驗的突破，都代表著人類進一步了解人類歷史以來最想知道的事情：天地是如何建立起來的?他寫道：“這些實驗背后的基礎(chǔ)理論都用到楊先生的學(xué)說，因此每一次突破后，我們對楊先生的學(xué)問有更進一步的景仰！所以楊先生反對高能物理需要有更進一步的發(fā)展，使人費解！”

針對這一疑問，國內(nèi)一知名科技公號4日刊登楊振寧題為“中國今天不宜建造超大對撞機”的文章回應(yīng)稱，“我絕不反對高能物理繼續(xù)發(fā)展。我反對的是中國今天開始建造超大對撞機”。他列舉的理由被總結(jié)為“造價太高、沒有實用價值、美國人都不干”等七條。其中受到質(zhì)疑最多的就是楊的第五條理由：七十年來高能物理的大成就對人類生活有沒有實在好處呢？沒有。假如高能所建議的超大對撞機能實現(xiàn)，而且真能成功地將高能物理學(xué)更推進一大步，對人類生活有沒有實在好處呢？我認為短中期內(nèi)不會有，三十年、五十年內(nèi)不會有。

而在楊振寧的文章之后，支持建設(shè)大型對撞機的王貽芳院士又針鋒相對地進行了回應(yīng)，他首先針對楊所說“造大型對撞機是無底洞”的說法回應(yīng)稱，美國超導(dǎo)超級對撞機（SSC）失敗的原因有很多，預(yù)算超支絕不是SSC失敗的主要原因。SSC半途下馬使美國的高能物理研究失去了發(fā)現(xiàn)希格斯粒子的機會，失去了國際領(lǐng)導(dǎo)地位，到現(xiàn)在還沒有翻身。

對于楊所說的“高能物理的大成就對人類生活沒有實在的好處”的觀點，王貽芳表示，七十年來，高能物理發(fā)展出的技術(shù)與生活息息相關(guān)。沒有高能物理，就沒有同步輻射光源、自由電子激光和散裂中子源等裝置，我們現(xiàn)在的許多生物、地質(zhì)、環(huán)境、材料、凝聚態(tài)等方面的進步就無從談起。沒有高能物理，今天在醫(yī)院里的很多檢查與治療（MRI、PET、癌癥的放射性治療等）就不會存在，或者會推遲出現(xiàn)，許多人的生命會被縮短，生活質(zhì)量會降低。沒有高能物理，觸摸屏就會推遲出現(xiàn)，智能手機就是一個夢想；沒有高能物理，就沒有WWW網(wǎng)。人類從中得到的收益，遠大于對高能物理的全部投入。

大型對撞機到底有什么用？

那大型對撞機到底是什么？它又有什么用處呢？中國科學(xué)院物理研究所研究員曹則賢6日向《環(huán)球時報》記者介紹，可以把帶電粒子用電磁學(xué)的方法加速到很高能量（一般在GeV以上，1GeV為1000,000,000電子伏特）,讓兩束高能的粒子迎頭碰撞，這樣的設(shè)施就是對撞機。而大型對撞機可以把粒子加速到能量達幾十TeV（1TeV為1000,000,000,000電子伏特）以上。據(jù)曹則賢介紹，目前國際上唯一的大型對撞機為歐洲的大型強子對撞機（LHC），運行在13TeV的能量水平上。美國上世紀(jì)曾著手建設(shè)超導(dǎo)超級對撞機（SSC），但因為種種原因下馬。

中國大型對撞機的研究處于哪個階段？曹則賢稱，中國目前在北京、合肥和上海三地有加速器，但只有北京的加速器可作為正負電子對撞機使用，運行在GeV的能量水平上。

曹則賢在解釋大型對撞機為什么如此“燒錢”時說，中國規(guī)劃中的大型對撞機所需要的環(huán)形隧道的周長達到100公里，成本非常高。歐洲大型強子對撞機位于瑞士和法國交界的侏羅山地下100米深處，總長達27公里。曹則賢稱，與隧道相比更為燒錢的是大型對撞機所用到的各種儀器，“因目前中國不具備生產(chǎn)能力，未來必須全部依賴國外進口。”曹則賢解釋說，大型對撞機用到的各種高精尖探測儀器成本高昂，是大型對撞機“燒錢”的大頭。

另外，對撞機運行時的耗電量也相當(dāng)驚人，曾經(jīng)在一項長達10小時的實驗中，歐洲大型強子對撞機消耗120兆瓦電量。另外，大型對撞機某些部件正常運行需要處于低溫環(huán)境之下，為此將消耗大量液氦。大型對撞機運行時需要的人工達到幾千，人力成本也將非常驚人。

而這么大型的項目有什么實際用處呢？曹則賢表示，大型對撞機用于研究基本物理問題，很難與老百姓的日常生活聯(lián)系起來。“比如它探究的是粒子產(chǎn)生機理、質(zhì)量的來源等基本物理問題，一般非本專業(yè)的物理博士也難以理解清楚?！辈軇t賢認為，“基于對撞機的研究很難發(fā)生實際層面的應(yīng)用，中短期內(nèi)也很難產(chǎn)生明顯的社會效益，這也是楊振寧先生反對中國目前建設(shè)大型對撞機的重要原因?！?/p>

中國是否需要大型對撞機？

曹則賢表示，就他個人的觀點，當(dāng)前堅決反對建設(shè)大型對撞機這樣的大型科學(xué)裝置，原因就是我們的水平不夠。當(dāng)前我國使用的科學(xué)儀器幾乎清一色是進口的。上千億投入的大型研究設(shè)施沒有相應(yīng)的工業(yè)制造水平支撐，到頭來只會落得一地雞毛的結(jié)局。他認為，當(dāng)前中國還是應(yīng)當(dāng)推行穩(wěn)健的科技政策，切實做到科學(xué)研究對社會發(fā)展有實質(zhì)性的促進作用，才能指望未來社會經(jīng)濟反過來能為科學(xué)研究提供更大規(guī)模的條件支持。

《環(huán)球時報》記者6日下午致電相關(guān)爭論的另一主角——中科院高能物理研究所。一名負責(zé)對外宣傳的工作人員稱，“高能所不再就媒體的任何提問作出回應(yīng)，包括所長王貽芳在內(nèi)的高能所科研人員也不再接受媒體采訪”。

不過，在6日公開報道的王貽芳的文章中有一段很能代表他對于中國發(fā)展大型對撞機必要性的判斷：“民生問題當(dāng)然要解決，但我們也要考慮長遠，發(fā)展要可持續(xù)，要有領(lǐng)先世界的能力……建造大型對撞機可以使我們領(lǐng)先國際幾十年，使一些重要技術(shù)產(chǎn)品實現(xiàn)國產(chǎn)化并走到世界最前沿，可以形成一個國際科技中心吸收國外智力資源，可以培養(yǎng)幾千名能創(chuàng)新的頂尖人才，怎么不是燃眉之急，當(dāng)務(wù)之急？而且一個大國，沒有對人類文明的貢獻，很難說話響亮，這影響中國在世界上獲取利益?！薄?/p>